بررسي تحليلي پيش بيني برگشت فنري ورق هاي دو فازي در فرآيند خمش U شكل بر اساس مدل سخت شوندگي جنبشي غيرخطي ناهمسانگرد

Analytical consideration of springback predicting dual-phase steels sheets during U- form bending process based on anisotropic nonlinear kinematic hardening model

يك عامل نامطلوب كه بر روي شكل نهايي و دقت ابعادي قطعات فلزي توليد شده در فرآيند شكل دهي سرد تاثير مي گذارد پديده برگشت فنري است. يك روش تحليلي براي پيش بيني برگشت فنري خمش U شكل فولاد دوفازي DP780 ارائه شده است. اين مدل تحليلي بر اساس معيار تسليم هيل 48 و شرايط كرنش صفحه اي است. در اين مدل، تاثير تاريخچه شكل دهي، نازك شوندگي ورق و تغيير مكان تار خنثي بر روي برگشت فنري فرآيند خمش U شكل در نظر گرفته شده است. از مدل سخت شوندگي جنبشي غيرخطي ناهمسانگرد براي بررسي تاثير تغيير شكل هاي پيچيده كه شامل كشش، خمش و خمش معكوس است استفاده شده است. اين مدل قادر به بررسي رفتار سخت شوندگي پيچيده ماده شامل اثر بوشينگر، رفتار گذرا و نرم شوندگي ماندگار را دارد. تاثير نيروي نگه دارنده ورق، ضريب اصطكاك، ضخامت ورق، ناهمسانگردي ماده و پارامترهاي سخت شوندگي بر روي برگشت فنري ورق بررسي شده است. مشاهده مي شود كه مدل تحليلي ارائه شده در اين مقاله داراي دقت مطلوبي در مقايسه با حل روش اجزاي محدود است و نتايج به دست آمده به مقادير آزمايشگاهي نزديك مي باشند. نتايج نشان مي دهد كه نيروي نگه دارنده ورق، ضريب اصطكاك، ضخامت ورق و ناهمسانگردي ماده تاثير قابل ملاحظه اي بر پيش بيني برگشت فنري دارند. از آنجايي كه در طول فرآيند شكل دهي، ورق بارگذاري معكوس را تجربه مي كند، پارامترهاي سخت شوندگي ماده تاثير قابل ملاحظه اي بر روي پيش بيني برگشت فنري دارند. مشاهده مي شود كه اثر بوشينگر در مقايسه با رفتار گذرا و نرم شوندگي ماندگار تاثير بيشتري بر پيش بيني برگشت فنري دارند.

An undesirable factor that affects the dimensional precision and final shape of metallic parts produced in cold forming processes is springback phenomenon. An analytical model is introduced to predict springback in U-shaped bending process of DP780 dual phase steel sheet. This analytical model is based on the Hill48 yield criterion and plane strain condition. In this model, the effect of forming history, sheet thinning and the motion of the neutral surface on the springback of U-shaped bending process is taken into account. The anisotropic nonlinear kinematic hardening model is used to consider the impact of complex deformation, including stretching, bending and reverse bending. This model is able to investigate the complex hardening behavior of material such as Bauschinger effect, transient behavior and permanent softening. The effect of the sheet holder force, the coefficient of friction, thickness, material anisotropy and hardening parameters on the sheet springback is studied. It can be seen that analytical model which is presented in this paper has good accuracy in the springback prediction in comparison with FEM method and results are close to experimental data. The results show that the sheet holder force, the coefficient of friction, thickness and material anisotropy have considerable influence on the springback prediction. Since, the sheet experiences a reverse loading during the forming process, hardening parameters of the material have a significant influence on the springback prediction. It can be seen that the Bauschinger effect has more influence on the springback prediction than the permanent softening and transient behavior.